BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Pada pengujian program pada Arduino Mega 2560 melalui software

Transkripsi

1 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab empat ini akan dibahas hasil serta pembahasan pada pengujian otomasi sistem hidroponik yang telah dirancang oleh penulis berupa perangkat keras dan perangkat lunak. 4.1 Hasil Pengujian Arduino Mega 2560 Pada pengujian program pada Arduino Mega 2560 melalui software Arduino IDE dapat dilihat hasil yang telah di-upload. Lingkaran berwarna merah pada Gambar 4.1 bertuliskan "Done Uploading", yang berarti bahwa program yang ditulis telah benar dan berhasil di-upload pada Arduino Mega Gambar 4.1 Proses Upload Berhasil pada Arduino IDE 65

2 66 Program perintah yang dimasukan kedalam Arduino Mega 2560 merupakan program untuk mengirimkan data menggunakan serial. Proses pengiriman Arduino Mega 2560 harus terhubung dengan USB PC agar kita dapat menerima data yang dikirim menggunakan menu serial monitor pada software Arduino IDE. Hasil dari serial monitor dapat dilihat pada Gambar 4.2. Gambar 4.2 Hasil pada Jendela Serial Monitor Pada Gambar 4.2, jendela serial monitor menunjukkan bahwa data yang dikirim sesuai dengan program perintah yang dibuat dan di-upload pada Arduino Mega Dengan ini Arduino Mega 2560 dapat bekerja dengan baik dan dapatdigunakan dalam pembuatan sistem.

3 Hasil Pengujian Sensor Modul SHT11 Gambar 4.3 Hasil Sensor Modul SHT11 pada Serial Monitor Hasil pengujian pada sensor modul SHT11 pada Gambar 4.3 yang dibaca oleh Arduino Mega 2560 dengan waktu pengambilan data setiap kelipatan satu detik berjalan dengan baik. Nilai temperatur dan kelembaban akan berubah sesuai dengan kondisi ruang lingkup disekitar sensor. 4.3 Hasil Pengujian Aktuator Air Conditioner (AC) Pada pengujian aktuator air conditioner (AC) dengan nilai setpoint 24 yang dikirim oleh sensor infra red serta pengujian dilakukan selama ±60 menit maka didapatkan hasil data pada Tabel 4.1 serta grafik seperti Gambar 4.4.

4 68 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Aktuator Air Conditioner pada Setpoint 24 Waktu Pengujian = ±60 menit Awal Temperatur = Nilai Setpoint = Menit Temperatur Menit Temperatur Menit Temperatur Pengujian AC - Setpoint 24 Temperatur ( C) Waktu (menit) Gambar 4.4 Hasil Grafik Pengujian Aktuator AC pada Setpoint 24 Gambar 4.4 merupakan hasil plotting output dari sumbu X dan sumbu Y dengan waktu pengambilan data setiap satu menit dengan lama waktu pengujian

5 69 selama ±60 menit. Awal temperatur pada sekitar ruang lingkup sensor SHT11 bernilai dengan nilai setpoint yang diinginkan yaitu 24. Waktu temperatur menuju nilai setpoint yang diinginkan berlangsung selama ±27 menit. Temperatur terakhir pada pengujian didapatkan nilai Hasil Pengujian Otomasi Sistem Dari pengujian pada otomasi sistem, maka didapatkan perbedaan pada nilai yang diambil. Pengujian dilakukan dengan 4 keadaan waktu yang berbeda, yaitu pagi, siang, sore, dan malam dengan menggunakan nilai setpoint yang sama yaitu 24 pada temperatur dan 80% pada kelembaban Pengujian pada Pagi Hari Pada pengujian ini data diambil pada saat jam delapan pagi hari. Dengan nilai setpoint yaitu 24 pada temperatur dan 80% pada kelembaban. Pengambilan data dilakukan selama ±60 menit.

6 70 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Otomasi Sistem pada Pagi Hari Temperatur Awal = Kelembaban Awal = 61.93% Menit Temperatur Kelembaban Menit Temperatur Kelembaban Pada Tabel 4.2 menunjukkan hasil pada pengujian otomasi sistem pada pagi hari dengan pengujian selama ±60 menit dan pengambilan data setiap satu menit sekali. Hasil plotting grafik pada pengujian pagi hari selama ±60 menit dapat dilihat pada LAMPIRAN 3. Berikut hasil plotting dari nilai temperatur dan kelembaban selama 14 menit, dapat ditunjukkan seperti pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6.

7 71 31 Grafik Temperatur Temperatur ( C) Waktu (Menit) Gambar 4.5 Hasil Grafik Temperatur selama 14 Menit pada Pagi Hari Kelembaban (%) Grafik Kelembaban Waktu (Menit) Gambar 4.6 Hasil Grafik Kelembaban selama 14 Menit pada Pagi Hari Pada awal pengujian pagi hari didapatkan dengan nilai awal temperatur dan nilai awal kelembaban berada pada 61.93%. Nilai temperatur berada pada setpoint pada saat menit ke-12, dengan nilai tepat 24 tetapi pada saat yang sama nilai kelembaban berada pada 69.78%, sedangkan nilai setpoint yang diinginkan berada pada 80%, sehingga nilai keluaran error 12.27%. Nilai kelembaban tertinggi yang mendekati setpoint pada saat menit ke-57, berada pada nilai 77.38% dan pada saat yang sama nilai temperatur pada nilai

8 , dengan nilai kelembaban yang belum memenuhi setpoint maka didapatkan nilai error 3.27%. Kenaikan temperatur terjadi setelah nilai mencapai setpoint 24 pada menit ke-12, setelah itu sistem memerintahkan aktuator AC agar menstabilkan temperatur dengan menaikkan temperatur pada aktuator AC agar tidak melewati nilai setpoint temperatur yang telah ditentukan.

9 Pengujian pada Siang Hari Pada pengujian ini data diambil pada saat jam dua siang hari. Dengan nilai setpoint yaitu 24 pada temperatur dan 80% pada kelembaban. Pengambilan data dilakukan selama ±60 menit. Tabel 4.3 Hasil Pengujian Otomasi Sistem pada Siang Hari Temperatur Awal = Kelembaban Awal = Menit Temperatur Kelembaban Menit Temperatur Kelembaban

10 74 Pada Tabel 4.3 menunjukkan hasil pada pengujian otomasi sistem pada siang hari dengan pengujian selama ±60 menit dan pengambilan data setiap satu menit sekali. Hasil plotting grafik pada pengujian pagi hari selama ±60 menit dapat dilihat pada LAMPIRAN 4. Berikut hasil plotting dari nilai temperatur dan kelembaban selama 28 menit, dapat ditunjukkan seperti pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8. Temperatur ( C) Grafik Temperatur Waktu (Menit) Gambar 4.7 Hasil Grafik Nilai Temperatur selama 28 Menit pada Siang Hari 80 Grafik Kelembaban Kelembaban (%) Waktu (Menit) Gambar 4.8 Hasil Grafik Nilai Kelembaban selama 28 Menit pada Siang Hari

11 75 Pada awal pengujian siang hari didapatkan dengan nilai awal temperatur dan nilai awal kelembaban berada pada 55.54%. Pada temperatur memenuhi nilai setpoint pada saat menit ke-26, dengan nilai tetapi setpoint yang diinginkan yaitu 24 maka didapatlah nilai keluaran error 1.46% dan pada saat yang sama nilai kelembaban berada pada 72.83%, sedangkan nilai setpoint yang diinginkan berada pada 80%, sehingga nilai keluaran error sebesar 8.96%. Pada menit ke-48, kelembaban memenuhi nilai setpoint dengan nilai 80.08% sedangkan pada waktu yang sama nilai temperatur berada pada 23.8, akan tetapi setpoint yang diinginkan yaitu 24 maka didapatlah nilai keluaran error sebesar 0.83%. Kelembaban mengalami ketidakstabilan pada saat menit ke-4 sampai dengan menit ke-24. Setelah menit ke-24 nilai kelembaban berjalan mendekati nilai setpoint pada kelembaban yaitu 80% Pengujian Pada Sore Hari Pada pengujian ini data diambil pada saat jam empat sore hari. Dengan nilai setpoint yaitu 24 pada temperatur dan 80% pada kelembaban. Pengambilan data dilakukan selama ±60 menit.

12 76 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Otomasi Sistem Pada Sore Hari Temperatur Awal = Kelembaban Awal Menit Temperatur Kelembaban Menit Temperatur Kelembaban Pada Tabel 4.4 menunjukkan hasil pada pengujian otomasi sistem pada sore hari dengan pengujian selama ±60 menit dan pengambilan data setiap satu menit sekali. Hasil plotting grafik pada pengujian pagi hari selama ±60 menit dapat dilihat pada LAMPIRAN 5. Berikut hasil plotting dari nilai temperatur dan kelembaban, dapat ditunjukkan seperti pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10.

13 77 Temperatur ( C) Grafik Temperatur Waktu (Menit) Gambar 4.9 Hasil Grafik Nilai Temperatur selama 20 Menit pada Sore Hari 80 Grafik Kelembaban Kelembaban (%) Waktu (Menit) Gambar 4.10 Hasil Grafik Nilai Kelembaban selama 20 Menit pada Sore Hari Pada awal pengujian sore hari didapatkan dengan nilai awal temperatur dan nilai awal kelembaban berada pada 64.37%. Hasil grafik pada kelembaban mengalami kenaikan pada menit ke-7 mengakibatkan pada temperatur mengalami kenaikan pada menit ke-8 sampai menit ke-11. Selanjutnya temperatur berjalan menuju setpoint.

14 78 Nilai temperatur berada pada setpoint pada saat menit ke-18, dengan nilai tepat 24 tetapi pada saat yang sama nilai kelembaban berada pada 74.73%, sedangkan nilai setpoint yang diinginkan berada pada 80%, sehingga nilai keluaran error-nya 6.59%. Nilai kelembaban tertinggi yang mendekati setpoint pada saat menit ke-26, berada pada nilai 79.31% dengan nilai kelembaban yang belum memenuhi setpoint 80% maka didapatkan nilai error sebesar 0.83% dan pada saat yang sama nilai temperatur pada nilai 24.64, akan tetapi setpoint yang diinginkan yaitu 24 maka didapatlah nilai keluaran error sebesar 2.67% Pengujian Pada Malam Hari Pada pengujian ini data diambil pada saat jam tujuh malam hari. Dengan nilai setpoint yaitu 24 pada temperatur dan 80% pada kelembaban. Pengambilan data dilakukan selama ±60 mmmmmmmmmm.

15 79 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Otomasi Sistem Pada Malam Hari Temperatur Awal = 28.7 Kelembaban Awal = Menit Temperatur Kelembaban Menit Temperatur Kelembaban Pada Tabel 4.5 menunjukkan hasil pada pengujian otomasi sistem pada malam hari dengan pengujian selama ±60 menit dan pengambilan data setiap satu menit sekali. Hasil plotting grafik pada pengujian pagi hari selama ±60 menit dapat dilihat pada LAMPIRAN 6. Berikut hasil plotting dari nilai temperatur dan kelembaban selama 14 menit, dapat ditunjukkan seperti pada Gambar 4.11 dan Gambar 4.12.

16 80 29 Grafik Temperatur Temperatur ( C) Waktu (menit) Gambar 4.11 Hasil Grafik Nilai Temperatur selama 17 Menit pada Malam Hari Grafik Kelembaban Kelembaban (%) Waktu (menit) Gambar 4.12 Hasil Grafik Nilai Temperatur selama 17 Menit pada Malam Hari Pada awal pengujian malam hari ini didapatkan dengan nilai awal temperatur 28.7 dan nilai awal kelembaban berada pada 70.03%. Kenaikan pengaruh kelembaban terjadi pada menit ke-6 sampai menit ke-7, mengakibatkan terjadinya kenaikan pada nilai temperatur. Selanjutnya keadaan temperatur turun menuju setpoint.

17 81 Nilai temperatur memenuhi nilai setpoint pada saat menit ke-15 dengan nilai 23.97, tetapi setpoint yang diinginkan yaitu 24 maka didapatlah nilai keluaran error sebesar 0.13% dan pada saat yang sama nilai kelembaban berada pada 76.1%, sedangkan nilai setpoint yang diinginkan berada pada 80%, sehingga nilai keluaran error sebesar 4.88%. Pada menit ke-36, kelembaban mendekati nilai tertinggi setpoint dengan nilai 79.63% dengan nilai kelembaban yang belum memenuhi setpoint 80% maka didapatkan nilai error sebesar 0.46% sedangkan pada waktu yang sama nilai temperatur berada pada 24.52, akan tetapi setpoint yang diinginkan yaitu 24 maka didapatlah nilai keluaran error sebesar 2.17%. Tabel 4.6 Respon Sistem pada Temperatur Waktu Overshoot (%) Rise Time (menit) Settling Time (menit) Pagi Siang Sore Malam Tabel 4.7 Respon Sistem pada Kelembaban Waktu Overshoot (%) Rise Time (menit) Settling Time (menit) Pagi Siang Sore Malam Pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 adalah hasil dari respon sistem pada setiap waktu pada pengujian. Rumus perhitungan dapat dilihat pada bab II, sub bab 4.2 Respon Sistem, halaman 13. Pada temperatur rata-rata overshoot dari ke semua waktu

18 82 didapatkan nilai 4.05%, pada rise time temperatur didapatkan nilai yang paling tinggi yaitu 21 menit dari 10% menuju 90%, dikarenakan temperatur awal yang tinggi membuat nilai rise time lebih lama dibandingkan dengan waktu lainnya. Settling time pada temperatur pada semua waktu bernilai sama yaitu 5 menit menuju steady state. Sedangkan pada respon sistem pada kelembaban, nilai overshoot tertinggi pada saat pagi hari, sedangkan overshoot terendah pada waktu siang dengan nilai 0.1. Rise time tertinggi terjadi saat waktu pagi dikarenakan kelembaban selalu mengikuti temperatur dan rule yang telah dibuat sehingga menyeimbangkan agar meminimalisir temperatur agar tidak overshoot berlebihan. Pada settling time nilai tertinggi terjadi pada sore hari dengan waktu 20 menit menuju steady state dikarenakan kelembaban selalu mengikuti temperatur dan rule yang telah ditentukan. Nilai sistem temperatur dan kelembaban keduanya terkait, hal ini mengakibatkan jika nilai kelembaban naik secara signifikan maka nilai temperatur mengalami perubahan yang mengakibatkan menjauhi titik setpoint. Berikut pada Tabel 4.8 adalah nilai perbandingan kelembaban pada tiap pot yang ada pada otomasi sistem. Pada Gambar 4.13 merupakan gambar letak posisi pot tampak atas. Gambar 4.13 Letak Posisi Pot Tampak Atas

19 83 Tabel 4.8 Perbandingan Kelembaban Tiap Pot Pot ke Kelembaban Awal 65% 63% 63% 64% 66% 63% 63% 66% Kelembaban Akhir 85% 90% 90% 91% 90% 90% 90% 89% Pada otomasi sistem hidroponik terdapat delapan buah pot dengan tiap pot dilakukan pengujian terhadap nilai kelembaban. Pengujian ini bekerja menggunakan rule fuzzy yang telah ditetapkan. Pengujian kelembaban setiap pot diambil selama 10 menit dan didapatkan hasil pada Tabel 4.8. Pada pengujian didapatkan hasil nilai kelembaban keseluruhan pada delapan pot dengan nilai kelembaban rata-rata yaitu 89.37% Hasil dari tugas akhir ini tidak memberikan informasi balik mengenai baik atau buruk dari hasil tanaman. Telah diujicobakan pembibitan menggunakan sistem pada tugas akhir dibagi menjadi dua yaitu dengan menggunakan sistem dan non-sistem (penanaman menggunakan tanah). Perbedaan hasil tanaman dapat dilihat pada LAMPIRAN 7.